Книга является обобщением исследований весьма перспективного направления аналитической химии — количественного анализа веществ в ближней инфракрасной области спектра. В ней изложены основы метода, приведены спектры поглощения и подробно описаны методики анализа ряда веществ в лабораторных и производственных условиях при автоматизации контроля технологических процессов. Показаны принципы построения и перспективы развития анализаторов состава веществ, предназначенных как для автоматизации технологических процессов, так и для массовых лабораторных анализов.
Книга предназначена для научных работников, лаборантов и специалистов служб автоматизации и КИП научно-исследовательских институтов и химических заводов, а также для инженеров — разработчиков анализаторов на оптико-механических заводах и СКВ. Она может быть использована преподавателями, аспирантами и студентами химических и оптико-механических специальностей.
280 с.; табл. 32; р.ис. 264; список литературы 286 ссылок. Авторы: ВЕЧКАСОВ И. А., КРУЧИНИН Н. А.,
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие.................. 5
Введение.................• • '
Сокращения, принятые для звеньев структурных схем...... 1U
Глава 1. Спектры веществ в ближней ИК-области...... 11
1.1. Общие сведения о молекулярных спектрах....... И
1.2. Обертоны и составные тоны..........• 13
1.3. Экспериментальные данные по спектрам поглощения веществ в ближней ИК-области............. 16
1.3.1. Полосы поглощения групп атомов........ 16
1.3.2. Спектры поглощения некоторых соединений..... 21
1.4. Основные направления аналитического применения спектров в ближней ИК-области............. 25
Литература...............• 28
Глава 2. Элементы приборов для анализа в ближней ИК-области спектра 30
2Л. Источники излучения............. 32
2.2. Приемники излучения............. 40
2.3. Элементы фильтрации светового потока........ 50
2.4. Оптические материалы............. 56
2.4Л. Материалы, пропускающие ИК-излучение...... 56
2.4.2. Материалы, отражающие ИК-излучение...... 61
2.4.3. Оптические клеи............. 62
Литература................. 64
Глава 3. Принципы построения ПК-анализаторов...... 67
3.1. Измерительные схемы ИК-анализаторов........ 6&
3.1.1. Варианты измерительных схем......... 69
3.1.2. Уравнения основных измерительных схем...... 80
3.2. Оптические системы ИК-анализаторов........ 85
3.2.1. Требования к оптическим системам ....... 85
3.2.2. Аберрации оптических систем......... 91
3.2.3. Расчет оптических систем.......... 95
ч л „асчет метрологических характеристик ИК-анализаторов ... 99
о.4. Выбор элементов измерительной схемы ИК-анализаторов ... 109
3.4.1. Вид компенсации и исполнительные механизмы . . . . Щ
3.4.2. Модуляторы.............. 115
3.4.3. Электрические схемы..........! 117
3.4.4. Устройства регистрации и обработки данных ... 133 Литература................. J36
Глава 4. Приборы для анализа в ближней ИК-области спектра . . . 139
4.1. Основные типы приборов для анализа в ИК-области .... 139
4.1.1. Приборы для непрерывного автоматического контроля техно-
Г логических процессов........... 140
4.1.2. Приборы для периодического контроля технологических процессов ................ 149
4Л.З. Спектрофотометры............ 152
4.2. Кюветы и приставки............. 163
, 4.2.1. Кюветы............... 163
I 4.2.2. Приставки.............. 168
Литература................. 170
Глава 5. Анализ веществ в ближней ИК-области спектра . ... 172
5.1. Подготовка образцов............. 172
5.1.1. Жидкие вещества............ 172
6.1.2. Твердые вещества........... . 174
5.2. Техника регистрации спектров.......... 176
6.2.1. Выбор оптимальной длины кюветы....... 176
5.2.2. Дифференциальный метод регистрации спектров .... 177
5.3. Обработка спектров при количественном анализе..... 178
5.4. Разработка промышленных методик......... 181
5.4.1. Выбор оптимальных условий анализа....... 181
5.4.2. Анализ многокомпонентных систем....... 185
5.4.3. Устранение влияния температуры анализируемой смеси . . 190 1 5.5. Примеры аналитического применения ближней ИК-области спектра 193 i 5.5.1. Анализ воды в органических веществах...... 193
5.5.2. Анализ смесей органических веществ....... 197
5.5.3. Анализ неорганических веществ . . . . . . . . 204
5.5.4. Анализ полимеров............ 211
5.6. Системы промышленного аналитического контроля..... 213
5.7. Метрологический контроль при эксплуатации ИК-анализаторов 219 Литература................. 221
Глава 6. Перспективы развития анализа в ближней ИК-области спектра 223
6.1. Повышение избирательности спектрометрического анализа . . . 223
6.2. Применение .вычислительных устройств для обработки данных спектрометрического анализа........... 225
6.3. Контроль влажности сыпучих и твердых веществ..... 228
6.4. Пути совершенствования ИК-анализаторов....... 229
Литература................. 232
Приложение. ИК-спектры неорганических и органических веществ . . . 234
ПРЕДИСЛОВИЕ
Удовлетворение все возрастающих требований к качеству продукции, расширение объема химического производства, автоматизация технологических процессов, совершенствование химической технологии и увеличение производительности труда в значительной степени зависят от создания и внедрения надежных аналитических приборов высокого класса точности. Успешное решение этой задачи определяется разработкой методов анализа, обладающих достаточной чувствительностью, универсальностью и возможностью их автоматизации, а также выбором измерительных схем, максимально реализующих достоинства метода, и созданием конструкции приборов с минимальной инструментальной погрешностью.
Одним из методов, обладающих большими возможностями в решении указанной задачи, является метод инфракрасной (ИК) спектрометрии, основанный на взаимодействии веществ и излучений с длинами волн от 0,75 до 40-^-100 мкм. Область спектра от 0,75 до 2,5 мкм, которая расположена между видимой и средней инфракрасной областями спектра, называют ближней ИК-областью. Этот участок ИК-спектра был обнаружен английским астрономом Гер-шелем в 1780 г. Спустя более 100 лет, в 1905 году американский физик Кобленц впервые опубликовал обширный обзор ИК-спектров многих органических и неорганических соединений. Но только в 40-х годах началось широкое признание . ИК-спектрометрии как аналитического метода. В то время были созданы и применены для анализа авиационных топлив, синтетических резин и волокон приборы, основанные на этом методе.
В 50—60-е годы совершенствуются электроника и оптика приборов и разрабатывается большое число аналитических методик, использующих различные области инфракрасного спектра, в том числе ближнюю. Эта область особенно интересна тем, что она, занимая промежуточное положение между видимой и основной ИК-областью спектра, обладает преимуществами последних и свободна от их основных недостатков: отличается большей избирательностью, позволяет использовать простые, доступные и более надежные элементы оптических приборов (приемники и источники излучения, оптические материалы, кюветы и т. д.).
Цена: 300руб.
